第七届青年地学论坛

在全球范围内，海洋喷雾气溶胶(SSA)的生产是大气颗粒物的最大来源，这些气溶胶通过云凝结核(CCN)和冰核(IN)影响气候，SSA的产生是由多种因素控制的复杂过程。SSA颗粒的粒度分布、化学成分受多种因素的影响，特别是近地表风速和表层海水自身性质。表面活性剂的浓度是海水的重要特征之一。有研究表明，人为排放的表面活性剂在海洋表面活性物质中占了主要的地位。这些表面活性物质会影响气泡的破裂进而导致SSA预测模型之间的较大差异，因此有必要研究人为排放表面活性物质对SSA的产生及性质的影响。此外，有表面活性的有机物很容易富集在海洋表面上，并通过气泡的破裂选择性转移到SSA中，对SSA的性质起决定性的作用。目前，尽管已有大量研究涉及海洋气溶胶的生成及有机物的富集过程，但人工合成的聚合物对气溶胶性质的影响仍缺乏清晰的认知。
这这项研究中，以分子量分别为200、400、600的聚乙二醇(PEG)和乙二醇(EG)为材料，研究了分子尺寸对亚微米SSA性质的影响。SSA是由自制可调节的俯冲式气溶胶发生器产生的。对不同的水箱参数进行了试验，得到了最佳的实验条件，较大的流速会倾向于生成较小粒径的SSA。同时EG和PEG的加入均会抑制SSA的产生，增大了几何平均直径(GMD)。但在较高浓度下，PEG600可以促进SSA的产生，这意味着聚合物的分子量和浓度会影响SSA的生产效率。结合表面张力的测量，表面张力与SSA产率之间的关系并不明确，这与物质本身的性质有关。透射电镜图像显示，EG和PEG的加入明显改变了SSA内部盐核的结构。PEG在SSA中显著富集。富集程度随分子量的增加而降低。
本研究突出了聚合物分子量对SSA特性的影响，即气溶胶的产生效率对分子量是敏感的，进一步揭示了人为排放的有机物和大气气溶胶之间的化学联系，也有望提高气溶胶预估模型参数的准确性。未来需要进一步评估复杂体系下人为因素对海洋大气及气候的相关影响。

海洋飞沫气溶胶,粒径分布,有机富集